(57)【要約】【課題】エロージョンの発生を少なくし且つ多数回の腐食部分の研磨を可能とし、更に処理面積を拡大して処理能力の大幅な向上を図る。【解決手段】処理槽９内に処理すべき液体を収容し、超音波ホーン２における胴部外周２Ｃを振動させて発生する超音波を処理槽９内の液体に照射して処理を行う。超音波ホーン２は振動の節となる部分Ｎ、Ｎの位置において保持する。保持部材５、６の超音波ホーン２と接触する部分にはＯリング等のシール部材７、８を介在させてシールする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動の節となる部分が３箇所以上存在し且つ胴部における液体接触部分の直径及び断面形状が同一の超音波ホーンを、その両方の端面から夫々１／４波長＋１／２波長×ｎ（ｎ＝０、１、２・・・）分、軸方向の中心部に寄った位置に存在する振動の節となる部分の位置において保持すると共に、該保持部分をシール部材をもってシールし、更に前記超音波ホーンの胴部外周における前記保持部間に処理槽を設けてなることを特徴とする超音波液体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波ホーンを振動させて発生する超音波を処理槽内の液体に照射して処理する超音波液体処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体の混合、分散、乳化、破砕、均質化、抽出等の処理を行うための装置の一つとして、超音波ホーンを振動させて発生する超音波を処理槽内の液体に照射して処理する超音波液体処理装置が用いられる。
【０００３】
そして、斯かる超音波液体処理装置として、従来一般的に用いられているものは、超音波ホーンの先端部を処理槽内の液体に直接浸漬させた状態において発振させ、該超音波ホーンの先端面から超音波を照射して液体を処理するものである。
【０００４】
図３には上記従来装置の概略を示しており、図中、１００は超音波液体処理装置、１０１は超音波ホーン、１０２はブースター、１０３はコンバータである。尚、前記超音波ホーン１０１は１／２波長のホーンである。また、１０４は処理槽、１０５は処理槽内の液体である。
【０００５】
該超音波液体処理装置１００は、前記の通り超音波ホーン１０１の先端部を処理槽１０４内の液体１０５に直接浸漬させた状態において発振させ、該超音波ホーン１０１の先端面１０１Ａから超音波を照射するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の超音波液体処理装置１００においては、超音波ホーン１０１の先端部を処理槽１０４内の液体１０５に直接浸漬させた状態において、その先端面１０１Ａで処理を行うものであり、先端面１０１Ａの振幅は胴部周面１０１Ｂよりもはるかに大きいから、ホーンの胴部周面１０１Ｂにもエロージョンが発生するものの、先端面１０１Ａのエロージョンによる摩耗の進行の方がはるかに早い。因みに、出力＝周波数×振幅×定数であり、周波数を大きくすることには限界があって、出力を大きくしようとすれば振幅を大きくせざるを得ない。しかし、振幅を大きくする場合には、これを大きくすればする程エロージョンの発生が大きくなるという現象が起こる。また、先端面１０１Ａの腐食部分を研磨すると周波数が変わり、出力に大きな影響を及ぼすことになる。また、ホーン１０１の先端面１０１Ａのみでの処理であることから処理面積が小さく、液体の処理能力が低いという問題点もある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、従来装置に比して超音波ホーンのエロージョンによる摩耗の進行が遅く、また腐食部分を研磨したときにおける周波数の変動も極めて少なくして、多数回の腐食部分の研磨を可能とし、更に超音波ホーンの胴部外周を少なくとも１波長分の長さの範囲において処理面として用いることによって処理面積を拡大し、もって処理能力を大幅に向上させることもできるようになした超音波液体処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
而して、本発明の要旨とするところは、振動の節となる部分が３箇所以上存在し且つ胴部における液体接触部分の直径及び断面形状が同一の超音波ホーンを、その両方の端面から夫々１／４波長＋１／２波長×ｎ（ｎ＝０、１、２・・・）分、軸方向の中心部に寄った位置に存在する振動の節となる部分の位置において保持すると共に、該保持部分をシール部材をもってシールし、更に前記超音波ホーンの胴部外周における前記保持部間に処理槽を設けてなることを特徴とする超音波液体処理装置にある。
【０００９】
尚、ここで、上記構成における超音波ホーンの保持部分について具体的に説明する。図２は振動の節となる部分Ｎが３箇所以上、即ち５箇所に存在する超音波ホーンＨを示しており、該超音波ホーンＨにおいて振動の節となる部分Ｎは、両側の端面Ｈ１、Ｈ２から夫々１／４波長分、軸方向の中心部に寄った箇所と、これらの間における１／２波長毎の箇所に存在する。そこで、本発明においては両側の端面Ｈ１、Ｈ２から夫々１／４波長＋１／２波長×ｎ（ｎ＝０、１、２、３・・・）分、軸方向の中心部に寄った箇所に存在する振動の節となる部分Ｎ、Ｎの位置において超音波ホーンＨを保持するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記の如き構成であり、超音波ホーンの胴部外周の一定範囲を処理面として用い、この部分においてのみ液体と接触するようになしたものである。そして、超音波ホーンの胴部外周の振幅は、その先端面における振幅の約１／３以下であり、その分エロージョンの発生は少なくなる。且つまた、胴部外周の腐食部分を研磨する場合には周波数の変動も極めて少ない。したがって、多数回の繰り返しの研磨が可能となり、寿命を延ばすことができる。更に、超音波ホーンの胴部外周を処理面として用いる場合には、前記の通りその振幅は先端面より約１／３以下に減少して効率が低下するが、処理面全体の面積は胴部外周を使用する場合の方が先端面を使用する場合よりもはるかに大きくなるから、処理能力は大幅に向上することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る超音波液体処理装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る超音波液体処理装置の説明図であり、図中１は超音波液体処理装置である。
【００１３】
２は超音波ホーンである。また、該超音波ホーン２として、本実施形態においては１．５波長のものを用いている。斯かる場合においては、該超音波ホーン２の胴部外周を１波長分の長さの範囲において処理面として用い、処理面以外の両端の１／４波長の部分は液体と非接触となる。また、該超音波ホーン２は、振動の節となる部分Ｎが３箇所存在し且つ胴部における液体接触部分の直径及び断面形状が同一である。３は前記超音波ホーン２に接続したブースター、４は前記ブースターに接続したコンバータである。尚、超音波ホーンとブースター及びコンバータをもって超音波発振部を構成することは、従来公知の装置と同様である。
【００１４】
５、６は前記超音波ホーン２を、その両方の端面２Ａ、２Ｂから夫々１／４波長分、軸方向の中心部に寄った位置に存在する振動の節となる部分Ｎ、Ｎの位置において保持する保持部材である。また、該保持部材５、６の前記超音波ホーン２と接触する部分にはＯリング等のシール部材７、８を介在させてシールしている。
【００１５】
９は前記超音波ホーン２の胴部外周２Ｃにおける前記保持部材５、６間に設けたステンレスからなる処理槽である。また、９ａは該処理槽９の液体流入口、９ｂは液体流出口である。
【００１６】
而して、本実施形態においては、処理槽９内に処理すべき液体（図示せず。）を収容し、超音波ホーン２における胴部外周２Ｃを振動させて発生する超音波を処理槽９内の液体に照射して処理を行うものである。また、超音波ホーン２は振動の節となる部分Ｎ、Ｎの位置において保持しているから、振動損失が極めて少ない。
【００１７】
本実施形態においては、超音波ホーン２の胴部外周２Ｃの一定範囲を処理面として用い、この部分においてのみ液体と接触するようになしている。そして、超音波ホーン２の胴部外周２Ｃの振幅は、その先端面２Ｂの振幅の約１／３以下であり、その分エロージョンの発生が少なくなる。且つまた、胴部外周２Ｃの腐食部分を研磨する場合には、周波数の変動も極めて少ない。したがって、多数回の繰り返しの研磨が可能になり、寿命を延ばすことができる。更にまた、超音波ホーン２の胴部外周２Ｃを処理面として用いるものであるから、その振幅は先端面２Ｂより約１／３以下に減少して効率が低下するが、処理面全体の面積は先端面２Ｂを使用するよりもはるかに大きくなるから、処理能力は大幅に向上することになるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る超音波液体処理装置の説明図である。
【図２】超音波ホーンの保持部分の説明図である。
【図３】従来の超音波液体処理装置の説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  超音波液体処理装置
２  超音波ホーン
３  ブースター
４  コンバータ
５、６  保持部材
７、８  シール部材
９  処理槽
【図１】
2010022904.tif 000003
【図２】
2010022904.tif 000004
【図３】
2010022904.tif 000005